Measurement concepts for new, highly integrated antennas
Final Report Abstract
Integrierte Antennenmessungen sind durch viele Störmechanismen, wie zum Beispiel ungenügende Positioniergenauigkeit, oder Reflexionen der Felder an Objekten in der Messumgebung, oft fehlerbehaftet. Nachdem in den letzten Jahren gezeigt wurde, dass mit optimierten Messplätzen genaue Ergebnisse bei der messtechnischen Charakterisierung von integrierten Antennen erzielt werden können, sollte in diesem Projekt untersucht werden, ob sich ähnliche Ergebnisse auch mit günstigeren Standardkomponenten erzielen lassen. Um die unweigerlich auftretenden Messfehler zu unterdrücken sollten zwei post-processing Verfahren untersucht werden, die es ermöglichen Fehlerbehaftete Messungen im Nachhinein zu korrigieren. Zum einen wurde das source reconstruction Verfahren untersucht, das eine räumliche Zuordnung verschiedener Feldkomponenten zu den Strahlungsquellen erlaubt, wodurch unerwünschte Quellen unterdrückt werden können. Das Verfahren wurde auf eine stark gestörte Messung einer patch Antenne bei 120 GHz angewendet um die Eignung des Verfahrens für integrierte Antennenmessungen bei Frequenzen von über 100 GHz zu bewerten. Zwar konnten die Störungen durch das Verfahren größtenteils unterdrückt werden, allerdings ist das Verfahren sehr aufwändig und hat nicht die erhoffte hochgenaue räumliche Zuordnung der Strahlungsquellen gezeigt. MARS (Mathematical Absorber Reflection Suppresion) ist das zweite untersuchte post-processing Verfahren. Hierbei wird das gemessene Fernfeld mit orthogonalen Basisfunktionen (Moden) dargestellt. Die Modendarstellung des Fernfeldes erlaubt eine Trennung in Antennennahe Strahlungsquellen und Reflexionsquellen. Durch Unterdrückung der Reflexionsquellen bei der Berechnung des Fernfeldes aus der Modendarstellung, kann ein störungsfreies Fernfeld erhalten werden. Es wurde gezeigt, dass durch das Verfahren erhebliche Verbesserungen bei der Charakterisierung von integrierten Antenne erzielt werden können und, dass das Modenspektrum außerdem für eine genaue Bestimmung des Phasenzentrums einer Antenne und zur Lokalisierung von Reflexionsquellen verwendet werden kann.
Publications
- “Enhancements in Mm-Wave Antenna Measurements: Automatic Alignment and Achievable Accuracy,” IET Microwaves, Antennas Propagation, vol. 11, no. 12, pp. 1676–1680, Oct. 2017
L. Boehm, F. Boegelsack, M. Hitzler, and C. Waldschmidt
(See online at https://doi.org/10.1049/iet-map.2016.0853) - “The Challenges of Measuring Integrated Antennas at Millimeter-Wave Frequency,” IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 59, no. 4, pp. 84–92, Aug. 2017
L. Boehm, F. Boegelsack, M. Hitzler, and C. Waldschmidt
(See online at https://doi.org/10.1109/MAP.2017.2706652) - “The Performance of Modal Filtering in Passive and Active Integrated Antenna Measurements at 160 GHz,” in AMTA 39th Annual Meeting and Symposium, Atlanta, Georgia, USA, Oct. 2017
L. Boehm, M. Hitzler, A. Foerstner, and C. Waldschmidt
(See online at https://doi.org/10.18725/OPARU-6559)
